CountDownLatch/CyclicBarrie用法记录
在jdk1.5中,java提供了很多工具类帮助我们进行并发编程,其中就有CountDownLatch和CyclicBarrie
1.CountDownLatch的用法
CountDownLatch 位于 java.util.concurrent 包下,其中最主要的方法就是 两个await方法了, 当我们调用await方法时,当前线程会被挂起,直到count的值为零才继续执行
public void await() throws InterruptedException {
sync.acquireSharedInterruptibly(1);
} public boolean await(long timeout, TimeUnit unit)
throws InterruptedException {
return sync.tryAcquireSharedNanos(1, unit.toNanos(timeout));
}
我们可以写一个小demo看看CountDownLatch的用法
public class CountDownLatchDemo {
static SimpleDateFormat simpleDateFormat=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-DD hh:mm:ss");
static CountDownLatch countDownLatch=new CountDownLatch(2); public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
System.out.println(" 当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date())+"" +
"当前计数器:"+countDownLatch.getCount()); new Thread(new Task(3000)).start();
new Thread(new Task(5000)).start(); //等待计数器的值为0
countDownLatch.await(); System.out.println(" 当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date())+"" +
"当前计数器:"+countDownLatch.getCount());
} static class Task implements Runnable{
private Integer time;
public Task(Integer time) {
this.time=time;
}
@Override
public void run() {
System.out.println(" 当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date())+"" +
"当前计数器:"+countDownLatch.getCount());
try {
//模拟业务执行,休眠一段时间
Thread.sleep(time);
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
}
//执行完毕之后把计数器的值减一
countDownLatch.countDown();
System.out.println(" 当前线 程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date())+"" +
"当前计数器:"+countDownLatch.getCount());
}
}
}
执行的结果是
当前线程:main 当前时间:2018-01-22 10:22:10当前计数器:2
当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 10:22:10当前计数器:2
当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 10:22:10当前计数器:2
当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 10:22:13当前计数器:1
当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 10:22:15当前计数器:0
当前线程:main 当前时间:2018-01-22 10:22:15当前计数器:0
通过CountDownLatch 我们可以用于 某个线程A等到其他线程执行完毕后,它才执行
2.CyclicBarrier的用法
CyclicBarrier在功能上可能和CountDownLatch有点类似,都有线程挂起的功能,不过CyclicBarrier一般用于一组线程互相等待至某个状态,然后这一组线程再同时执行;
我可以看一个小例子
public class CyclicBarrierDemo2 {
public static void main(String[] args) throws InterruptedException {
int N=3;
CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(N);
for(int i=0;i<N;i++){
Thread.sleep(i*1000);
new Thread(new Barrier(cyclicBarrier)).start();
}
}
} class Barrier implements Runnable{
SimpleDateFormat simpleDateFormat=new SimpleDateFormat("yyyy-MM-DD hh:mm:ss");
CyclicBarrier cyclicBarrier;
public Barrier(CyclicBarrier cyclicBarrier){
this.cyclicBarrier=cyclicBarrier;
}
@Override
public void run() {
try {
System.out.println(" 当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date()));
//模拟业务
Thread.sleep(3000);
//等待其他线程到达await状态
cyclicBarrier.await();
System.out.println(" 【阻塞完成】当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date()));
} catch (InterruptedException e) {
e.printStackTrace();
} catch (BrokenBarrierException e) {
e.printStackTrace();
}
}
}
以上代码运行结果是
当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 10:56:51
当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 10:56:52
当前线程:Thread-2 当前时间:2018-01-22 10:56:54
【阻塞完成】当前线程:Thread-2 当前时间:2018-01-22 10:56:57
【阻塞完成】当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 10:56:57
【阻塞完成】当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 10:56:57
可以看到3个线程在运行到 cyclicBarrier.await() 时,线程会处于barrier状态,同时会检查其他线程是否也处于barrier 状态了,如果大家都处于barrier状态了,所有线程一起往下接着运行
CyclicBarrie还有一个构造方法是
public CyclicBarrier(int parties, Runnable barrierAction) {}
作用是当子线程都处于barrier状态了,会任意挑选一个线程来执行这个Runnable线程,我们可以把以上案例改造下
CyclicBarrier cyclicBarrier=new CyclicBarrier(N, new Runnable() {
@Override
public void run() {
System.out.println("【主线程执行】当前线程:"+Thread.currentThread().getName()+" " +
"当前时间:"+simpleDateFormat.format(new Date()));
}
});
执行的结果就是
当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 11:01:05
当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 11:01:06
当前线程:Thread-2 当前时间:2018-01-22 11:01:08
【主线程执行】当前线程:Thread-2 当前时间:2018-01-22 11:01:11
【阻塞完成】当前线程:Thread-2 当前时间:2018-01-22 11:01:11
【阻塞完成】当前线程:Thread-0 当前时间:2018-01-22 11:01:11
【阻塞完成】当前线程:Thread-1 当前时间:2018-01-22 11:01:11
CountDownLatch和CyclicBarrie还有个不同是CyclicBarrie可以重用而CountDownLatch却不可以。
这个其实也很容易理解,CountDownLatch需要不停的减到零才阻塞,这就相当于是个计数器
而CyclicBarrie 却像一个开关,每次都处于barrier 开关打开。
CountDownLatch的内部实现
先从构造函数开始,CountDownLatch的内部也有一个Sync内部类
Sync 继承了AQS,可见AQS真是并发包中大爸爸,本次为什么想要了解CountDownLatch的内部实现呢,其实也是想借此了解下AQS中共享锁的实现,顺便再次膜拜下Doug Lea
先从state开始,可以看到和独占锁一样,AQS同样有个state的变量用于控制node节点能否获取到锁。
再看下await方法
再看下acquireSharedInterruptibly方法
1.前两行会检查下线程是否被打断
2.尝试着获取共享锁,小于0,表示获取失败,如果失败会将当前线程放在队列中
这一行就是CountDownLatch的核心,如果CountDownLatch的值大于0,线程会一直阻塞,因为线程在获取共享锁的时候必然会失败。
doAcquireSharedInterruptibly 这个方法应该是把线程放到队列里了
一直到这,我还没找到共享锁的核心在哪呢,再看下 setHeadAndPropagate 内部
当线程被唤醒后,会重新尝试获取共享锁,而对于CountDownLatch线程获取共享锁判断依据是state是否为0,而这个时候显然state已经变成了0,因此可以顺利获取共享锁并且依次唤醒AQS队里中后面的节点及对应的线程。
最后总结下
在获取时,维护了一个sync队列,每个节点都是一个线程在进行自旋,而依据就是自己是否是首节点的后继并且能够获取资源;
在释放时,仅仅需要将资源还回去,然后通知一下后继节点并将其唤醒。
这里需要注意,队列的维护(首节点的更换)是依靠消费者(获取时)来完成的,也就是说在满足了自旋退出的条件时的一刻,这个节点就会被设置成为首节点。
1. CountDownLatch内部有count计数器
2.count的计数器为0,线程才能获取锁
3.否则的的话就会进入到队列中去
4.一旦减到0,队列的第一个节点就会尝试获取锁
5.获取成功后会唤醒下一个节点,让他去尝试获取锁,以此不断的往下延续
参考:http://www.infoq.com/cn/articles/java8-abstractqueuedsynchronizer
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